JP6791735B2 - Phase tracking receiver - Google Patents
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Description
本発明は、一般に、無線受信機に関し、特に、自動周波数オフセットキャンセルを提供するデジタル制御発振器(DCO)をベースとする位相追跡受信機に関する。 The present invention generally relates to radio receivers, in particular to phase tracking receivers based on digital controlled oscillators (DCOs) that provide automatic frequency offset cancellation.
定包絡線FSK/PSK変調は、ハードウェアの複雑さが低く、干渉に対する耐性が優れているために、例えばZigbee(登録商標)やBluetooth(登録商標)low energyのような無線規格において広く採用されている。従来のI/QベースのFSK/GFSK受信機は、例えば差分及び乗算、ゼロクロス検出、及び直交相関のような周波数復調技術を用いる。 Constant envelope FSK / PSK modulation is widely adopted in wireless standards such as Zigbee® and Bluetooth® low energy due to its low hardware complexity and excellent interference resistance. ing. Traditional I / Q-based FSK / GFSK receivers use frequency demodulation techniques such as difference and multiplication, zero cross detection, and quadrature correlation.
これらの受信機は消費電力が高く、いくつかのアナログブロックを使用し、その性能はテクノロジのスケーリングによって低下する。電力消費を部分的に削減するスライディングIFベースの受信機はイメージ除去の問題が発生しやすい。位相領域受信機は、超低電力及び低電圧無線のためのより良い選択肢になりつつある。 These receivers are high power consumption, use several analog blocks, and their performance is compromised by technology scaling. Sliding IF-based receivers that partially reduce power consumption are prone to image removal problems. Phase region receivers are becoming a better choice for ultra-low power and low voltage radios.
位相同期ループ(PLL)はそのロック状態において、発振器、通常は電圧制御発振器(VCO)の出力と、基準信号との間に一定の位相差を保持する。言い換えると、PLLの発振器は基準信号の周波数を追跡する。PLLのこの位相/周波数追跡動作は、周波数復調に使用することができ、発振器への制御信号を直接にその後の処理のための復調周波数信号として使用することができる。 In its locked state, the phase-locked loop (PLL) maintains a constant phase difference between the output of an oscillator, usually a voltage controlled oscillator (VCO), and a reference signal. In other words, the PLL oscillator tracks the frequency of the reference signal. This phase / frequency tracking operation of the PLL can be used for frequency demodulation and the control signal to the oscillator can be used directly as a demodulated frequency signal for subsequent processing.
VCOをベースとする位相トラッキングFSK/GFSK受信機は、アナログ・デジタル変換器(ADC)が信号をデジタル領域に変換する前にPLL変調器を受信機チェーンの終端におけるある別のブロックとして使用し、もしくは、ミキサ、ローパスフィルタ、可変ゲインアンプなどの他の受信機ブロックと集積化することができる。これらのアプローチでは、RF入力信号は一般に、適切な中間周波数に低域周波数変換(ダウンコンバート)され、復調のためにPLLに渡す前に振幅が制限される。次に、PLL内の発振器の制御信号は、デジタルベースバンド(DBB)処理のためにデジタル化される。 The VCO-based phase tracking FSK / GFSK receiver uses the PLL modulator as another block at the end of the receiver chain before the analog-to-digital converter (ADC) converts the signal into the digital domain. Alternatively, it can be integrated with other receiver blocks such as mixers, lowpass filters and variable gain amplifiers. In these approaches, the RF input signal is generally low frequency converted (downconverted) to the appropriate intermediate frequency and its amplitude is limited before it is passed to the PLL for demodulation. The oscillator control signal in the PLL is then digitized for digital baseband (DBB) processing.
VCOをベースとする位相追跡受信機は、アーキテクチャの問題がほとんどない。まず第1に、PLL復調器はフリーランニング発振器を使用して入力RF信号に同期し、無線規格は、RF入力信号がデータ伝送中に一定量の動的周波数オフセットを有することを可能にする。フリーランニング発振器の周波数不安定性に起因する低周波ドリフトに伴うこれらの入力周波数偏差は、復調時の搬送波回復に大きく影響し、高いビット誤り率が生じる。従って、位相追跡FSK受信機は周波数偏差の公差が不十分である。 VCO-based phase tracking receivers have few architectural issues. First of all, the PLL demodulator uses a free-running oscillator to synchronize with the input RF signal, and the radio standard allows the RF input signal to have a certain amount of dynamic frequency offset during data transmission. These input frequency deviations due to low frequency drift due to the frequency instability of the free running oscillator greatly affect the carrier recovery during demodulation, resulting in a high bit error rate. Therefore, the phase tracking FSK receiver has insufficient frequency deviation tolerance.
第2に、強力な干渉源は発振器を所望の搬送波周波数から引き離し、復調性能を低下させる。このことは高次のチャネル選択フィルタを用いて干渉源を抑圧することにより、部分的に対処することができる。しかしながら、高次フィルタによってもたらされる長い遅延は、復調性能及びループ安定性を低下させる。 Second, a strong source of interference pulls the oscillator away from the desired carrier frequency, reducing demodulation performance. This can be partially addressed by suppressing the interfering source with a higher order channel selection filter. However, the long delays provided by higher order filters reduce demodulation performance and loop stability.
最後に、FSKデータを識別するために、高分解能ADC又は高精度しきい値検出器が必要である。 Finally, a high resolution ADC or high precision threshold detector is needed to identify the FSK data.
上記に鑑み、本発明の目的は、低減された電力消費、改良された周波数許容度及び干渉除去を有する受信機を提供することにある。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a receiver with reduced power consumption, improved frequency tolerance and interference elimination.
本発明の第1の態様によれば、受信機が提供される。前記受信機は、第1及び第2の入力を有する位相検出器を備え、第1の入力は、変調された入力信号を受信するように適合される。受信機は、位相検出器の出力に結合された入力を有する比較器を含む。受信機は、比較器の出力に結合された入力を含む周波数オフセットキャンセルブロックを含む。前記受信機は、前記比較器の出力及び前記周波数オフセットキャンセルブロックの出力に結合された制御入力と、前記位相検出器の第2の入力に結合された出力とを備えるデジタル制御発振器を含む。 According to the first aspect of the present invention, a receiver is provided. The receiver comprises a phase detector having first and second inputs, the first input being adapted to receive a modulated input signal. The receiver includes a comparator that has an input coupled to the output of the phase detector. The receiver includes a frequency offset cancel block that includes an input coupled to the output of the comparator. The receiver includes a digitally controlled oscillator having a control input coupled to the output of the comparator and the output of the frequency offset cancel block, and an output coupled to the second input of the phase detector.
このように、本発明は、比較器と自動周波数オフセットキャンセル(AFC)ループとを含む復調ループを有する受信機を提供するという考えに基づいており、ここで、前記比較器と前記自動周波数オフセットキャンセル(AFC)ループの両方のユニットはDCOを制御することで電力消費を低減し、DCOをベースとする位相追跡受信機の周波数許容誤差及び干渉除去を改善する。以下に説明する受信機の異なる部分(とって代わって「ユニット」、「デバイス」、「回路」及び/又は「構成要素(素子)」と呼ばれる)はハードウェア、ソフトウェア、又はその両方の組み合わせで実施することができる。さらに、詳細説明全体を通じて使用される用語「集積された」は、半導体材料(通常はシリコン)の1つ以上の小プレート(「チップ」)上に集積された電子回路、もしくは、プロセッサ上で実行されるときに開示された各受信機部分の機能を提供する制御プログラムの形式で集積されるソフトウェアコード部分で実装される。 As described above, the present invention is based on the idea of providing a receiver having a demodulation loop including a comparator and an automatic frequency offset cancel (AFC) loop, wherein the comparator and the automatic frequency offset cancel (AFC) loop are provided. Both units of the (AFC) loop reduce power consumption by controlling the DCO and improve the frequency tolerance and interference elimination of the DCO-based phase tracking receiver. The different parts of the receiver described below (instead called "units", "devices", "circuits" and / or "components") are hardware, software, or a combination of both. Can be carried out. In addition, the term "integrated" as used throughout the detailed description is executed on an electronic circuit or processor integrated on one or more small plates ("chips") of semiconductor material (usually silicon). It is implemented in a software code part that is integrated in the form of a control program that provides the functionality of each receiver part disclosed when it is done.
用語「位相検出器」は、少なくとも2つの入力信号間の位相差を表す出力信号を生成することができる、任意のユニット、デバイス、回路及び/又は構成要素を意味する。位相検出器は、アナログ信号又は方形波デジタル信号を受信し、信号間の差周波数を表す出力信号を生成するように適合されてもよい。位相検出器は、受信された入力信号のエッジの相対的なタイミングにのみに感度を有し、両方の信号が同じ周波数にあるときに入力信号間の位相差を表す出力信号を生成する。 The term "phase detector" means any unit, device, circuit and / or component capable of producing an output signal that represents the phase difference between at least two input signals. The phase detector may be adapted to receive an analog or square wave digital signal and produce an output signal that represents the difference frequency between the signals. The phase detector is sensitive only to the relative timing of the edges of the received input signal and produces an output signal that represents the phase difference between the input signals when both signals are at the same frequency.
用語「比較器」は、ここでは、アナログ又はデジタルの入力信号の値をアナログ又はデジタルの基準値と比較し、入力信号の値が基準値より大きいか又は等しいかを示す出力信号を提供することができる、任意のユニット、デバイス、回路、及び/又は構成要素を意味する。基準値は、比較器の内部で提供されてもよいし、もしくは、比較器の入力において外部ソースから供給されてもよい。周波数オフセットキャンセルは、好ましくは、動作中の周波数オフセットキャンセルブロックが、例えば受信機のユーザによる介入なしにその機能を実行することができるように自動である。簡単にするために、以下では、周波数オフセットキャンセルブロックは、自動周波数オフセットキャンセルブロック(AFC)と呼ばれる。用語「デジタル制御発振器」は、ここでは、デジタル調整ワードを受信するための入力を備え、その出力に信号を提供するように適合された発振器を意味し、前記信号はデジタル調整ワードによって少なくとも部分的に決定される周波数を有する。一般化された例として、デジタル調整ワードは論理「1」又は論理「0」であってもよく、ここで、デジタル制御発振器の出力における周波数は、デジタル調整ワードが「1」のときは第1の周波数とし、デジタル調整ワードが「0」のときは第2の周波数とするように仮定する。受信機の各構成要素は、受信機の他の1つ以上の構成要素で集積化されてもよいし、もしくは別個の回路、ソフトウェア又は両方の組み合わせによって実施されてもよい。 The term "comparator" is used herein to compare the value of an analog or digital input signal with an analog or digital reference value and provide an output signal indicating whether the value of the input signal is greater than or equal to the reference value. Means any unit, device, circuit, and / or component that can. The reference value may be provided inside the comparator or may be supplied from an external source at the input of the comparator. Frequency offset cancellation is preferably automatic so that the operating frequency offset cancel block can perform its function, eg, without intervention by the user of the receiver. For simplicity, the frequency offset cancel block is referred to below as the automatic frequency offset cancel block (AFC). The term "digitally controlled oscillator" here means an oscillator adapted to provide an input for receiving a digitally tuned word and provide a signal to its output, said signal being at least partially by the digitally tuned word. Has a frequency determined by. As a generalized example, the digital tuning word may be logic "1" or logic "0", where the frequency at the output of the digital controlled oscillator is first when the digital tuning word is "1". It is assumed that the frequency is set to the second frequency when the digital adjustment word is "0". Each component of the receiver may be integrated with one or more other components of the receiver, or may be implemented by separate circuits, software, or a combination of both.
DCOは、好ましくは、比較器の出力に基づいて特定の周波数で発振して、DCOゲインの非直線性の影響を除去する。比較器は捕捉効果を提供し、受信信号における干渉を抑制する。干渉は、より高い周波数で強い信号に由来することがあり、例えば、隣接チャネル及び代替チャネルから、又は信号が伝搬する回路(例えば、位相検出器に先行する低雑音増幅器(LNA)、位相検出器自体、及び/又はDCO)内の非理想的な特性に由来することがある。このような非線形特性は、入力信号の高調波を生成し、所望の信号に対する干渉源として作用する。負帰還構成のAFCループは、入力周波数オフセットと発振器周波数の不安定性のために周波数偏差を推定し、それに応じてDCOの中心周波数を変更することによってそれを打ち消す。この構成により、複雑さが低減され、低減された電力消費、改善された周波数許容度及び改善された干渉除去を有する受信機が提供され得る。 The DCO preferably oscillates at a particular frequency based on the output of the comparator to eliminate the non-linear effect of the DCO gain. The comparator provides a capture effect and suppresses interference in the received signal. Interference can come from strong signals at higher frequencies, eg, from adjacent and alternative channels, or in circuits where the signal propagates (eg, low noise amplifier (LNA) preceding the phase detector, phase detector). It may be derived from non-ideal properties within itself and / or DCO). Such non-linear characteristics generate harmonics in the input signal and act as an interference source for the desired signal. The AFC loop in the negative feedback configuration estimates the frequency deviation due to the input frequency offset and the instability of the oscillator frequency, and cancels it by changing the center frequency of the DCO accordingly. This configuration may provide a receiver with reduced complexity, reduced power consumption, improved frequency tolerance and improved interference elimination.
比較器の入力は、ローパスフィルタ(LPF)を介して位相検出器の出力に結合することができる。 The input of the comparator can be coupled to the output of the phase detector via a low pass filter (LPF).
ローパスフィルタは、アナログ又はデジタルフィルタであってもよい。デジタルフィルタは、アナログ−デジタル変換器(ADC)を備えているか、又は当該デジタルフィルタに先行している。当該フィルタは、多くの異なる方法で実装することができる。例として、ローパスフィルタは、受動的又は能動的な第1又はより高次のRC、RL又はLCフィルタ、スイッチトキャパシタフィルタ、FIRフィルタ又はIIRフィルタとすることができる。 The low-pass filter may be an analog or digital filter. The digital filter comprises an analog-to-digital converter (ADC) or precedes the digital filter. The filter can be implemented in many different ways. As an example, the lowpass filter can be a passive or active first or higher order RC, RL or LC filter, a switched capacitor filter, an FIR filter or an IIR filter.
ローパスフィルタはその帯域幅の外にある任意の信号を抑圧することができ、ここで、ローパスフィルタの帯域幅は、好ましくは、入力変調信号の帯域幅と等しくなるように設定される。この配置により、比較器に供給される信号の干渉が低減されるので、変調信号の状態/値の正確な検出が容易になるために、入力データのより信頼性の高い検出器を有する受信機が達成される。ローパスフィルタは、受信機の他の1つ以上の構成要素を用いて集積化されてもよく、もしくは、別個の回路、ソフトウェア又は両方の組み合わせによって実施されてもよい。 The low-pass filter can suppress any signal outside its bandwidth, where the bandwidth of the low-pass filter is preferably set to be equal to the bandwidth of the input modulated signal. This arrangement reduces the interference of the signal fed to the comparator, which facilitates accurate detection of the state / value of the modulated signal, thus providing a receiver with a more reliable detector of the input data. Is achieved. The low-pass filter may be integrated with one or more other components of the receiver, or may be implemented by separate circuits, software or a combination of both.
周波数オフセットキャンセルブロックは積分器を備えてもよい。 The frequency offset cancel block may include an integrator.
一般に、用語「積分器」は、ここでは、その入力信号の時間積分を表す出力信号を提供することができる、任意のユニット、デバイス、回路、及び/又は構成要素を意味する。積分器は、第1又はより高次のIIR又はFIR積分器であってもよい。一例として、積分器は、順方向矩形積分器、逆方向矩形積分器、台形積分器又はシンプソン積分器であってもよい。積分器は、受信機の他の1つ以上の構成要素で集積化されてもよく、もしくは、別個の回路、ソフトウェア又は両方の組み合わせによって実施されてもよい。 In general, the term "integrator" here means any unit, device, circuit, and / or component that can provide an output signal that represents the time integration of its input signal. The integrator may be a first or higher order IIR or FIR integrator. As an example, the integrator may be a forward rectangular integrator, a reverse rectangular integrator, a trapezoidal integrator or a Simpson integrator. The integrator may be integrated with one or more other components of the receiver, or may be implemented by separate circuits, software or a combination of both.
積分器は、ループ内の残留周波数誤差/偏差を決定するために使用される、比較器出力からの望ましくない低周波成分の抽出を容易にする。 The integrator facilitates the extraction of unwanted low frequency components from the comparator output, which are used to determine the residual frequency error / deviation within the loop.
周波数オフセットキャンセルブロックは、低域通過で調整可能な有限インパルス応答(FIR)フィルタを備えてもよい。 The frequency offset cancel block may include a finite impulse response (FIR) filter that is adjustable over low frequencies.
一般に、用語「調整可能なFIRフィルタ」は、制御可能なスペクトル特性を有するフィルタとして作用する任意のユニット、デバイス、回路及び/又は構成要素を意味し、すなわち、可変カットオフ周波数応答を有するフィルタを意味する。前記フィルタは、任意の適切な設計方法を用いて設計することができ、例えば、変換又はスペクトルパラメータ近似によって行うことができる。前記フィルタは、好ましくは長さMの低域FIRフィルタであり、ここで、Mは、適切な周波数応答を提供するように選択される。前記フィルタは、受信機の他の1つ以上の構成要素で集積化されてもよく、もしくは、別個の回路、ソフトウェア又は両方の組み合わせによって実施されてもよい。 In general, the term "adjustable FIR filter" means any unit, device, circuit and / or component that acts as a filter with controllable spectral characteristics, i.e., a filter with a variable cutoff frequency response. means. The filter can be designed using any suitable design method, for example by transformation or spectral parameter approximation. The filter is preferably a low frequency FIR filter of length M, where M is selected to provide an appropriate frequency response. The filter may be integrated with one or more other components of the receiver, or may be implemented by separate circuits, software or a combination of both.
調整可能なFIRフィルタは、比較器の出力からの望ましくない低周波成分の抽出を容易にし、当該出力は、ループ内の残留周波数誤差/偏差を決定するために使用される。調整可能なFIRフィルタは、AFCブロックをプログラマブルにし、無線規格によって設定された受信機周波数許容誤差を満たすために使用することができる。 An adjustable FIR filter facilitates the extraction of unwanted low frequency components from the output of the comparator, which output is used to determine the residual frequency error / deviation within the loop. Adjustable FIR filters can be used to make the AFC block programmable and to meet the receiver frequency tolerance set by the radio standard.
周波数オフセットキャンセルブロックは、可変利得増幅器を備えてもよい。 The frequency offset cancel block may include a variable gain amplifier.
一般に、用語「可変利得増幅器」は、ここでは、その入力に供給された信号を増幅、通過又は減衰させ、その出力で処理された信号を提供するように設計される、任意のユニット、デバイス、回路及び/又は構成要素を意味する。可変利得増幅器は、受信機の他の1つ以上の構成要素で集積化されてもよく、もしくは別個の回路、ソフトウェア又は両方の組み合わせによって実施されてもよい。 In general, the term "variable gain amplifier" is used herein to amplify, pass or attenuate the signal supplied to its input, and any unit, device, designed to provide the signal processed at its output. Means a circuit and / or a component. The variable gain amplifier may be integrated with one or more other components of the receiver, or may be implemented by separate circuits, software or a combination of both.
可変利得増幅器の提供により、AFCループの帯域幅を調整し、AFCブロックのステップ応答を制御することが可能である。可変利得増幅器は、AFCブロックをプログラム可能にし、無線規格によって設定された受信機周波数許容誤差を満たすために使用することができる。 By providing a variable gain amplifier, it is possible to adjust the bandwidth of the AFC loop and control the step response of the AFC block. Variable gain amplifiers can be used to make the AFC block programmable and to meet the receiver frequency tolerance set by the radio standard.
周波数オフセットキャンセルブロックは、デルタシグマ変調器を備えてもよい。 The frequency offset cancel block may include a delta-sigma modulator.
デルタシグマ変調器は、フィルタリングされ増幅されたデジタルデータを、DCOに直接供給することができる離散的なステップに量子化するために使用されてもよい。デルタシグマ変調器は、時間平均による離散ステップの分解能を改善するために使用される。デルタシグマ変調器は、受信機の他の1つ以上の構成要素で集積化されてもよく、もしくは、別個の回路、ソフトウェア又は両方の組み合わせによって実施されてもよい。 A delta-sigma modulator may be used to quantize filtered and amplified digital data into discrete steps that can be fed directly to the DCO. Delta-sigma modulators are used to improve the resolution of discrete steps by time averaging. The delta-sigma modulator may be integrated with one or more other components of the receiver, or may be implemented by separate circuits, software or a combination of both.
この配置により、デルタシグマ変調器によって提供されるDCOの周波数分解能が向上するため、より良好な周波数トラッキング特性を有する受信機を達成することができる。 This arrangement improves the frequency resolution of the DCO provided by the delta-sigma modulator, so that a receiver with better frequency tracking characteristics can be achieved.
積分器、調整可能な有限インパルス応答フィルタ、可変利得増幅器及びデルタシグマ変調器は、順次に(シーケンシャルで、逐次に、連続して、又は縦続で)接続されてもよい。 The integrator, adjustable finite impulse response filter, variable gain amplifier and delta-sigma modulator may be connected sequentially (sequentially, sequentially, continuously or sequentially).
用語「順次に接続される」は、積分器、調整可能な有限インパルス応答フィルタ、可変利得増幅器及びデルタシグマ変調器が、信号伝搬の観点から見て任意の順序で接続されてもよいことを理解されたい。 The term "sequentially connected" understands that integrators, adjustable finite impulse response filters, variable gain amplifiers and delta-sigma modulators may be connected in any order from the point of view of signal propagation. I want to be.
この提供により、受信機を実現する際の柔軟性を高めることができる。 This provision can increase the flexibility in realizing the receiver.
周波数オフセットキャンセルブロックは、デジタル領域で実装又は実施してもよい。 The frequency offset cancel block may be implemented or implemented in the digital domain.
用語「デジタル領域」は、ここでは、周波数オフセットキャンセルブロックが、デジタル信号に作用してデジタル信号を提供するデジタル回路に実装又は実施されることを意味する。デジタル回路は、単一のチップ上に集積されてもよく、又は複数の集積回路の中に分散されてもよい。単一チップは、集積回路として提供されてもよい。周波数キャンセルブロックを形成するデジタル回路は、受信機の他の1つ以上の構成要素に関連する回路を含むより大きなチップの一部であってもよい。周波数キャンセルブロック及び/又は受信器を形成する集積回路は、プリント回路基板などの基板上に組み立てられてもよい。あるいは、周波数オフセットキャンセルブロックは、プロセッサ上で動作するときに周波数オフセットキャンセルブロックの機能を提供するソフトウェアで実装又は実施されてもよい。 The term "digital domain" is used herein to mean that a frequency offset cancel block is implemented or implemented in a digital circuit that acts on a digital signal to provide the digital signal. Digital circuits may be integrated on a single chip or distributed among multiple integrated circuits. The single chip may be provided as an integrated circuit. The digital circuit forming the frequency cancel block may be part of a larger chip that includes circuits associated with one or more other components of the receiver. The integrated circuits that form the frequency cancel block and / or receiver may be assembled on a substrate such as a printed circuit board. Alternatively, the frequency offset cancel block may be implemented or implemented in software that provides the functionality of the frequency offset cancel block when operating on the processor.
この配置により、従来のFSK受信機に比べてアナログブロックの数が少ない受信機を提供することができる。従って、受信機は、より少ない電力を消費し、チップ/基板の面積を最小限にして実装することができる。 With this arrangement, it is possible to provide a receiver having a smaller number of analog blocks than a conventional FSK receiver. Therefore, the receiver consumes less power and can be mounted with minimal chip / substrate area.
比較器は、デジタル制御発振器の制御入力にデジタル信号を供給し、デジタル制御発振器は、前記デジタル信号に基づいてその出力に第1又は第2の周波数の信号を提供するように適合されてもよい。 The comparator supplies a digital signal to the control input of the digitally controlled oscillator, and the digitally controlled oscillator may be adapted to provide a signal of a first or second frequency to its output based on the digital signal. ..
発振器は、好ましくは、受信機が動作する特定の通信規格に準拠する第1及び第2の周波数の出力信号を適合される。一例として、受信機がBluetooth(登録商標)通信のために使用される場合、受信機は、特定のチャネルを介して送信された信号を受信してもよく、前記第1及び第2の周波数は、前記Bluetooth(登録商標)規格内の前記特定のチャネルに基づいて選択され、すなわち、チャネル周波数は全て2.4GHzのISM帯域内に位置し、チャネル内の搬送波の周波数は変調信号を搬送するようにシフトされる。二値の「1」は正の周波数偏差によって表され、二値の「0」は負の周波数偏差によって表される。典型的には、変調指数は、搬送波から0.140MHzと0.175MHzとの間の周波数偏差を与える0:28と0:35との間で変化し得る。 The oscillator is preferably fitted with output signals of first and second frequencies that comply with the particular communication standard in which the receiver operates. As an example, if the receiver is used for Bluetooth® communication, the receiver may receive a signal transmitted over a particular channel, said first and second frequencies. , Selected based on the particular channel within the Bluetooth® standard, i.e. all channel frequencies are located within the 2.4 GHz ISM band and the frequency of the carrier within the channel carries the modulated signal. Is shifted to. The binary "1" is represented by a positive frequency deviation and the binary "0" is represented by a negative frequency deviation. Typically, the modulation index can vary between 0:28 and 0:35, which gives a frequency deviation between 0.140 MHz and 0.175 MHz from the carrier.
発振器は、比較器によって提供される信号に基づいて第1又は第2の周波数の出力信号を提供するように適合されるので、DCO利得における任意の非線形性の影響、ひいては発振器周波数の回避が回避される。 The oscillator is adapted to provide an output signal of the first or second frequency based on the signal provided by the comparator, thus avoiding the effects of any non-linearity on the DCO gain and thus avoiding the oscillator frequency. Will be done.
デジタル制御発振器の制御入力は、加算器を介して比較器の出力と自動周波数オフセットキャンセルブロックの出力とに結合することができる。 The control input of the digitally controlled oscillator can be coupled to the output of the comparator and the output of the automatic frequency offset cancel block via an adder.
一般に、ここで、用語「加算点」は、2つ以上の信号源(ソース)から入力データを受信し、2つ以上の入力データストリームの合計を表す出力データを提供するように設計される、任意のユニット、デバイス、回路及び/又は構成要素を意味する。特に、加算点は、その入力で受信された2つ以上の直列又は並列データストリームの合計を提供することができる。加算点は、受信機の他の1つ以上の構成要素で集積化されてもよく、もしくは、別個の回路、ソフトウェア又は両方の組み合わせによって実施されてもよい。 In general, the term "additional point" is designed here to receive input data from two or more sources and provide output data that represents the sum of two or more input data streams. Means any unit, device, circuit and / or component. In particular, the point of addition can provide the sum of two or more serial or parallel data streams received at its input. The points of addition may be integrated with one or more other components of the receiver, or may be implemented by separate circuits, software, or a combination of both.
加算点を設けることにより、AFCループ、復調ループ、及びRFフロントエンドは、受信機の多くのコンポーネントを共有する場合がある。従って、消費電力を低減したコンパクトな受信機を提供することができる。 By providing additional points, the AFC loop, demodulation loop, and RF front end may share many components of the receiver. Therefore, it is possible to provide a compact receiver with reduced power consumption.
比較器の入力における信号は第1の周波数を有し、比較器は、第2のより高い周波数で前記信号をサンプリングするように適合される。 The signal at the input of the comparator has a first frequency and the comparator is adapted to sample the signal at a second higher frequency.
比較器は、変調信号のビットレートよりも高い周波数でLPFの出力をサンプリングするように適合される。すなわち、比較器は、ナイキスト周波数よりもかなり高いサンプリング周波数でLPF信号のオーバーサンプリングを使用する。 The comparator is adapted to sample the output of the LPF at a frequency higher than the bit rate of the modulated signal. That is, the comparator uses oversampling of the LPF signal at a sampling frequency well above the Nyquist frequency.
オーバーサンプリングは、LPFの性能要求を緩和することで、分解能を向上させ、雑音を低減し、エイリアシング及び位相歪みを回避することを達成する。 Oversampling achieves improved resolution, reduced noise, and avoiding aliasing and phase distortion by relaxing the performance requirements of the LPF.
比較器は、復調された出力信号を提供するように適合される。 The comparator is adapted to provide a demodulated output signal.
ここで、用語「出力信号」は、比較器の出力はデジタル領域での更なるデータ処理に使用されることを意味する。追加の回路及び/又はソフトウェアは、比較器からの出力信号を後続の回路に供給する前に、パルス整形(すなわち、出力信号の波形を変化させる)を提供し、及び/又は、適応処理(例えば、増幅、フィルタリングなど)を提供してもよい。 Here, the term "output signal" means that the output of the comparator is used for further data processing in the digital domain. Additional circuitry and / or software provides pulse shaping (ie, altering the waveform of the output signal) and / or adaptive processing (eg, changing the waveform of the output signal) before feeding the output signal from the comparator to subsequent circuitry. , Amplification, filtering, etc.) may be provided.
比較器からの復調信号を供給することにより、それほど複雑ではなく、コンパクトで効率的な受信機を提供することができる。 By supplying the demodulated signal from the comparator, it is possible to provide a less complicated, compact and efficient receiver.
入力信号は、周波数シフトキーイング変調(FSK)信号又は位相シフトキーイング変調(PSK)信号であってもよい。 The input signal may be a frequency shift keying modulation (FSK) signal or a phase shift keying modulation (PSK) signal.
一般に、受信機は、任意のFSK/PSK信号を受信し復調するように適合されてもよい。特に、受信機は、一定の包絡線及び2進周波数変調で任意の信号を復調するように構成されてもよい。そのような信号は、ガウス周波数シフトキーイング(GFSK)、バイナリ周波数シフトキーイング(BFSK)、オフセット直交位相シフトキーイング(HS−OQPSK)及びガウス最小シフトキーイング(GMSK)を含む。 In general, the receiver may be adapted to receive and demodulate any FSK / PSK signal. In particular, the receiver may be configured to demodulate any signal with constant envelope and binary frequency modulation. Such signals include Gaussian frequency shift keying (GFSK), binary frequency shift keying (BFSK), offset quadrature shift keying (HS-OQPSK) and Gaussian minimum shift keying (GMSK).
現代の通信におけるFSK/PSKの普及のために、この提供により、広範囲の用途に使用するのに適した受信機を提供することができる。 Due to the widespread use of FSK / PSK in modern communications, this offer can provide receivers suitable for use in a wide range of applications.
本発明の第2の態様によれば、受信された変調信号を復調する方法が提供される。当該方法は、位相検出器で前記変調信号を受信し、前記位相検出器からの出力を比較器の入力に供給することを備える。前記方法は、比較器の入力をしきい値と比較することと、比較器の出力をデジタル制御発振器の制御入力と周波数キャンセルブロックの入力とに供給することを備える。前記方法は、前記周波数キャンセルブロックの出力を前記デジタル制御発振器の前記制御入力に供給し、デジタル制御発振器の出力を位相比較器に供給することを備える。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of demodulating a received modulated signal. The method comprises receiving the modulated signal at the phase detector and supplying the output from the phase detector to the input of the comparator. The method comprises comparing the input of the comparator with a threshold and supplying the output of the comparator to the control input of the digital controlled oscillator and the input of the frequency cancel block. The method comprises supplying the output of the frequency cancel block to the control input of the digital controlled oscillator and supplying the output of the digital controlled oscillator to the phase comparator.
本発明の方法の利点は上述した受信機の利点に類似している。 The advantages of the method of the present invention are similar to those of the receiver described above.
本発明の他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な開示から明らかとなり、添付の請求項及び図面から明らかになるであろう。 Other objects, features and advantages of the present invention will be apparent from the following detailed disclosure and will be apparent from the accompanying claims and drawings.
一般的に、特許請求の範囲において使用される全ての用語は、明示的に定義される場合を除き、技術分野におけるそれらの通常の意味に従って解釈されるべきである。「1つ又はその[構成要素、デバイス、手段、手段、ステップなど]」に対するすべての参照は、特に明記しない限り、構成要素、装置、構成要素、手段、ステップなどの少なくとも1つのインスタンスを指すものとして、公然と解釈されるべきである。本明細書で開示される任意の方法のステップは、明示的に述べられていない限り、開示された正確な順序で実施される必要はない。 In general, all terms used in the claims should be construed according to their usual meaning in the art, unless explicitly defined. All references to "one or its [components, devices, means, means, steps, etc.]" refer to at least one instance of a component, device, component, means, step, etc., unless otherwise stated. Should be interpreted openly. The steps of any method disclosed herein need not be performed in the exact order in which they are disclosed, unless explicitly stated.
上記及び本発明の追加の目的、特徴及び利点は、本発明の好ましい実施形態の以下の例示的かつ非限定的な詳細な説明を通して、また添付の図面を参照して、よりよく理解されるであろう。ここで、同様の構成要素には同じ参照番号が使用される。 The above and additional objectives, features and advantages of the present invention will be better understood through the following exemplary and non-limiting detailed description of preferred embodiments of the present invention and with reference to the accompanying drawings. There will be. Here, the same reference number is used for similar components.
図1は、本発明の一実施形態にかかるPLLをベースとする位相追跡受信機100を示す。FSK/PSK変調信号は、受信機の入力で受信される。受信された変調信号は、受信機100の後続の機能ブロックに十分な振幅の信号を提供するために、低雑音増幅器101により増幅される。低雑音増幅器101の帯域幅は関心のある帯域幅において十分な増幅を提供するようにを設定され、ここで、当該帯域幅は、好ましい実施形態によれば、2400MHzから2483.5MHzに及ぶ2.4GHzのISM帯域を含む。
FIG. 1 shows a PLL-based
位相検出器(PD)102は第1の入力102a及び第2の入力102bを含み、その第1の入力102aにおいてオプションの低雑音増幅器101の出力を受信する。好ましい実施形態によれば、ミキサは、アナログ位相検出器102として使用され、その入力102a、102bにおける信号間の位相差に比例する信号を出力する。代替の実施形態によれば、アナログ乗算器又は論理回路を位相検出器102として使用することができる。
The phase detector (PD) 102 includes a
位相検出器102の出力はローパスフィルタLPF103に送られる。LPF103は、入力信号中の干渉信号を抑圧する。LPF103の入力における干渉信号は、通常、以下の2つのソース(信号源)を有する。
(1)受信機の入力からのより高い周波数で強い信号であって、通常は隣接チャネル及び代替チャネルからの信号が所望の信号と干渉する。
(2)受信機の回路における非理想的な特性であって、例えば、低雑音増幅器101、位相検出器102及び/又は受信機100の他の部分は、入力信号の高調波を生成する可能性があり、それは所望の信号に対する干渉源として作用する。
LPF103はその帯域幅の外にある信号を抑圧し、ここで、LPF103の帯域幅は、好ましくは、入力変調信号の帯域幅と等しくなるように設定される。
The output of the
(1) A strong signal at a higher frequency from the input of the receiver, usually the signal from the adjacent channel and the alternative channel interferes with the desired signal.
(2) Non-ideal characteristics in the circuit of the receiver, for example, the
The
LPF103からの出力は、比較器CMP104に転送され、当該出力信号は変調信号のビットレートよりも高い周波数でLPF103の出力をサンプリングすることが好ましい。比較器104によって示される捕捉効果は、余分な干渉抑制を提供し、すなわち、比較器104は、入力信号の瞬時振幅に応答する。もし所望の信号に対する干渉信号の比が一定の係数未満である場合、比較器104の入力の瞬時振幅は、所望の信号によって支配されるであろう。比較器104は、LPF103の出力信号の極性にのみ応答し、その出力信号は振幅依存性を緩和し、受信機100の利得制御を緩和し、復調ループ108を振幅変動(例えば、アナログゲイン変動又はチャネルフェーディング)に対して無感応にする。比較器104からの出力は復調された信号を表し、デジタル領域でのさらなるデータ処理に使用される。比較器104は、ビットレートより高い周波数でクロック同期されることで、しきい値検出を提供するために追加のADCを必要とすることなしに、1ビットオーバサンプリングデジタル出力を生成する。
The output from the
比較器104からの出力は、デジタル制御発振器(DCO)105に転送される。DCO105は、比較器104の出力に基づいて特定の周波数でのみ発振し、DCO105の利得における非線形性の影響を除去する。例えば、BFSKアプリケーションに対して、発振器105の出力は、BFSK方式でのマーク周波数及びスペース周波数に対応する2つの予め決められた周波数のうちの1つである。1ビット比較器104の出力は、DCO105の入力105aにデジタル調整ワードを提供することによって、次のサンプリング期間における発振器周波数を決定する。デジタル調整ワードのフォーマットは、DCO105の実装に基づいて変化してもよい。
The output from the
一例として、デジタル調整ワードは、最も単純な形式では、論理「1」又は論理「0」であってもよく、ここで、デジタル調整ワードが「1」である場合、DCO105の出力における周波数は第1の周波数をとり、デジタル調整ワードが「0」のときは第2の周波数となる。あるいは、DCO105は、動的に公称値の周りのDCO105の周波数の動的な引き込みを可能にする、フレームフォーマットのデジタル調整ワードを受信する。DCO105の入力105aは、DCO105に1つ又は複数のレジスタ(図示せず)を書き込むためのデータフレームを受信するシリアルインタフェースであってもよい。レジスタに書き込まれた値は、公称周波数からの周波数引き込み量を制御する。
As an example, the digital adjustment word may be logic "1" or logic "0" in its simplest form, where the frequency at the output of the
DCO105の出力は、位相検出器102の第2の入力102bに供給される。
The output of the
DCO105は、好ましくは、異なる値の多数のキャパシタを含むLCタンク(図示せず)を備える。DCO105は、デジタル調整ワードに基づいて、LCタンク内の1つ以上のキャパシタを接続するように適合化され、ここで、LCタンク内のキャパシタの数は、DCO105に必要な分解能に応じて変化し得る。
The
代替実施形態では、1ビット比較器の代わりにマルチビットADCを使用することができる。本実施形態では、マルチビットADCの出力は、受信機がまたM−aryの周波数シフトキーイング(M−FSK)変調方式を復調することができるように、2つ以上の周波数で発振するようにDCO105を制御する。 In an alternative embodiment, a multi-bit ADC can be used instead of the 1-bit comparator. In this embodiment, the output of the multi-bit ADC is DCO105 so that it oscillates at two or more frequencies so that the receiver can also demodulate the M-ary frequency shift keying (M-FSK) modulation scheme. To control.
望ましくない周波数偏差(例えば、DCO105の周波数ドリフト)は、比較器104の出力のスペクトルにおいて主に低周波数領域を占有する。自動周波数オフセットキャンセル(AFC)ブロック106を介した負帰還ループ109は、比較器104の出力の低周波成分を打ち消す。負帰還構成のAFCループ109は、入力周波数オフセットと発振器の周波数不安定性に起因する周波数偏差を推定し、それに応じてDCO105の中心周波数を変更することによってそれを打ち消す。
Undesirable frequency deviations (eg, frequency drift of the DCO 105) occupy primarily the low frequency domain in the spectrum of the output of the
好ましい実施形態では、比較器104及びAFCブロック106からの出力は加算点107でマージされる。すなわち、比較器104及びAFCブロック106によって供給されたデジタルデータは、DCO105を制御するのに適したフォーマットにマージされる。通常は、比較器104は、DCO105が例えばBFSK方式のマーク周波数及びスペース周波数に従うように、より大きなステップでDCO105がその周波数を増減させる。AFCブロック106は、通常、入力信号に存在する任意の周波数オフセットを補償するために、DCO105に対して、はるかに小さなステップで周波数を増減させる。加算点は、DCO105は、比較器104及びAFCブロック106からの信号を受信するための2つの入力を有するか、もしくは、又はDCO105が1つの入力を有し、比較器104及びAFCブロック106からのデータを順次受信するように(すなわち、その貢献をDCO105内で内部的に組み合わせ、例えば、DCO105の周波数を制御する1つ又は複数のレジスタ内のデジタル調整ワードを調整することによって)DCO105に実装されてもよい。
In a preferred embodiment, the outputs from the
AFCループ109は、主復調ループ108とPD102、LPF103、比較器104、DCO105を共有する。AFCループ109内の追加のAFCブロック106は、好ましくは、AFCループ109の実装を容易にし、電力効率を向上させるために、デジタル領域で実装又は実施される。
The
図2は、本発明の一実施形態にかかる自動周波数オフセット補正ブロックAFC200を示す。AFCブロック200は、積分器201、調整可能なFIRフィルタ202、可変利得増幅器203、及びデルタシグマ変調器204を備える。
FIG. 2 shows an automatic frequency offset correction block AFC200 according to an embodiment of the present invention. The
積分器201及び調整可能なFIRフィルタ202は、比較器104の出力から低周波の望ましくない成分を抽出し、ループ109内の残留周波数誤差/偏差を決定するために使用される。
The
可変利得増幅器203は、AFCループ109の帯域幅を調整するために使用され、従って、AFCブロック200のステップ応答を決定する。すなわち、可変FIRフィルタ202及び可変利得増幅器203は、AFCブロック200をプログラム可能にし、無線規格(例えば、Bluetooth(登録商標))によって設定された受信機周波数許容誤差を満たすために使用することができる。
The
デルタシグマ変調器204は、フィルタリングされて増幅されたデジタルデータを離散的なステップに量子化するために使用され、前記デジタルデータはDCO105に直接供給することができる。デルタシグマ変調器204は、時間平均によるこれらの離散ステップの分解能を改善する。すなわち、機能的な観点から、デルタシグマ変調器は、以下の2つの動作を実行する。
(1)時間平均/ディザリング:通常、最小のDCO105周波数ステップは、LCタンク内の最小キャパシタによって制限される。デルタシグマ変調器204を使用して、この最小の周波数ステップをさらに減らすことができる。言い換えれば、それはDCO周波数分解能を増加させることができる。
(2)AFC200で生成された量子化雑音をより高い周波数にプッシュし、復調ループ108によって抑圧される。
The delta-
(1) Time average / dithering: Normally, the minimum DCO105 frequency step is limited by the minimum capacitor in the LC tank. A delta-
(2) The quantization noise generated by the
上述したように、FSK/PSK変調入力信号に応答して復調された出力信号を提供するように適合された受信機が開示される。前記受信機は、変調された入力信号を復調された出力信号を提供するデジタル制御発振器を備える位相同期ループを含む。前記受信機はさらにデジタル調整ワード(又は信号)をデジタル制御発振器に供給するように適合された周波数オフセットキャンセルブロックを備え、ここで、デジタル制御発振器は、デジタル調整ワード(信号)に応答し、デジタル調整ワードに基づいてその周波数を変更するように適合され、ここで、前記周波数キャンセルブロックは、復調された出力信号に基づいてデジタル調整ワードを提供する。 As mentioned above, receivers adapted to provide a demodulated output signal in response to an FSK / PSK modulated input signal are disclosed. The receiver includes a phase-locked loop with a digitally controlled oscillator that provides a demodulated output signal of the modulated input signal. The receiver further comprises a frequency offset cancel block adapted to supply a digital tuning word (or signal) to the digital control oscillator, where the digital control oscillator responds to the digital tuning word (signal) and digitally. It is adapted to change its frequency based on the tuning word, where the frequency canceling block provides a digital tuning word based on the demodulated output signal.
本発明は、主として、いくつかの実施形態を参照して上述される。しかしながら、当業者には容易に理解されるように、上述したもの以外の他の実施形態も、本発明の範囲内で等しく可能であり、添付の特許請求の範囲によって提供される。 The present invention is primarily described above with reference to some embodiments. However, as will be readily appreciated by those skilled in the art, other embodiments other than those described above are equally possible within the scope of the invention and are provided by the appended claims.
Claims (14)
前記位相検出器の出力に結合された入力を有する比較器と、
前記比較器の出力に結合された入力を含む周波数オフセットキャンセルブロックと、
デジタル制御発振器とを備える受信機であって、
前記デジタル制御発振器は、
前記比較器の出力と前記周波数オフセットキャンセルブロックの出力とに結合された制御入力と、
前記位相検出器の第2の入力に結合された出力を有する受信機。 A phase detector having first and second inputs, wherein the first input is adapted to receive a modulated input signal.
A comparator having an input coupled to the output of the phase detector and
A frequency offset cancel block containing an input coupled to the output of the comparator,
A receiver equipped with a digitally controlled oscillator
The digitally controlled oscillator
A control input coupled to the output of the comparator and the output of the frequency offset cancel block,
A receiver having an output coupled to the second input of the phase detector.
前記積分器、調整可能な有限インパルス応答フィルタ、可変利得増幅器、及びデルタシグマ変調器は順次に接続される請求項1又は2に記載の受信機。 Said frequency offset cancellation block, an integrator, an adjustable finite impulse response filter, a variable gain amplifier, and includes a delta-sigma modulator,
The receiver according to claim 1 or 2, wherein the integrator, an adjustable finite impulse response filter, a variable gain amplifier, and a delta-sigma modulator are sequentially connected.
前記デジタル制御発振器は、前記デジタル信号に基づき、前記デジタル制御発振器の出力に第1又は第2の周波数の信号を供給するように適合される請求項1〜8のうちのいずれか1つに記載の受信機。 The comparator is configured to supply a digital signal to the control input of the digital control oscillator.
The digitally controlled oscillator according to any one of claims 1 to 8, which is adapted to supply a signal of a first or second frequency to the output of the digitally controlled oscillator based on the digital signal. Receiver.
前記比較器は、より高い第2の周波数で前記信号をサンプリングするように適合される請求項1〜10のうちのいずれか1つに記載の受信機。 The signal at the input of the comparator has a first frequency and
The receiver according to any one of claims 1 to 10, wherein the comparator is adapted to sample the signal at a higher second frequency.
第1及び第2の入力を有する位相検出器の入力で変調信号を受信し、前記位相検出器からの出力を比較器の入力に供給することと、
前記比較器の入力をしきい値と比較することと、
前記比較器の出力をデジタル制御発振器の制御入力と周波数キャンセルブロックの入力とに提供することと、
前記周波数キャンセルブロックの出力を前記デジタル制御発振器の前記制御入力に供給することと、
前記デジタル制御発振器の出力を前記位相検出器に供給することを含む方法。 A method of demodulating a received modulated signal, wherein the method is
The modulation signal is received at the input of the phase detector having the first and second inputs, and the output from the phase detector is supplied to the input of the comparator.
Comparing the input of the comparator with the threshold value
To provide the output of the comparator to the control input of the digital controlled oscillator and the input of the frequency cancel block,
To supply the output of the frequency cancel block to the control input of the digital control oscillator,
A method comprising supplying the output of the digitally controlled oscillator to the phase detector .
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US10079660B2 (en) * | 2017-01-25 | 2018-09-18 | Samsung Electroncis Co., Ltd. | System and method of tracking and compensating for frequency and timing offsets of modulated signals |
US10491198B1 (en) * | 2018-12-28 | 2019-11-26 | Texas Instruments Incorporated | Methods and apparatus for phase imbalance correction |
US11381430B2 (en) | 2020-03-19 | 2022-07-05 | Cypress Semiconductor Corporation | Phase/frequency tracking transceiver |
KR20220039111A (en) * | 2020-09-21 | 2022-03-29 | 삼성전자주식회사 | Apparatuse for phase locking loop and method of operating the phase locking loop |
CN114401022B (en) * | 2022-01-19 | 2023-07-04 | 深圳清华大学研究院 | Signal processing circuit, chip and receiver |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4682118A (en) * | 1983-12-22 | 1987-07-21 | Griffith University | Phase shift keying and phase modulation transmission system |
JPS60261281A (en) * | 1984-06-08 | 1985-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Color signal processor |
US4955074A (en) * | 1988-05-30 | 1990-09-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | AFC apparatus with selection between average value mode and keyed mode |
JP3246531B2 (en) * | 1993-02-23 | 2002-01-15 | ソニー株式会社 | Receiver circuit |
TWI323566B (en) * | 2005-08-18 | 2010-04-11 | Realtek Semiconductor Corp | Fractional frequency synthesizer and phase-locked loop utilizing fractional frequency synthesizer and method thereof |
JP5653791B2 (en) * | 2011-02-18 | 2015-01-14 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | FSK demodulation circuit |
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